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- Científicos del IRB Barcelona desarrollan PocketVec, una metodología innovadora para detectar y caracterizar sitios farmacológicamente aprovechables en proteínas humanas.
- Publicado en Nature Communications, el estudio abre la puerta a nuevas oportunidades en descubrimiento de fármacos.
La identificación de sitios farmacológicamente accionables ha sido un desafío durante mucho tiempo en la investigación biomédica. Tradicionalmente, la caracterización de estos sitios ha dependido de técnicas experimentales costosas y lentas, como la cristalografía de rayos X o la Resonancia Magnética Nuclear (RMN).
Científicos liderados por el Dr. Patrick Aloy, investigador ICREA del IRB Barcelona han desarrollado una herramienta computacional, denominada PocketVec, que facilita la identificación y caracterización de sitios de unión en proteínas humanas. Estos sitios, conocidos como "bolsillos farmacológicamente aprovechables", son áreas clave en las proteínas donde pequeñas moléculas pueden unirse y modular su función, lo que es crucial en el diseño de nuevos fármacos. El estudio ha sido publicado en la revista Nature Communications y representa un avance significativo en la bioinformática aplicada al descubrimiento de fármacos.
PocketVec emplea un enfoque innovador basado en el "cribado virtual inverso" de moléculas pequeñas, para generar descriptores vectoriales de los sitios de unión de proteínas, facilitando comparaciones y análisis a gran escala. Estos descriptores permiten identificar similitudes entre bolsillos que no se pueden detectar mediante comparaciones basadas únicamente en la secuencia o la estructura, abriendo nuevas oportunidades para el descubrimiento de fármacos. Además, al utilizar tanto estructuras proteicas experimentales como modelos predictivos generados por la herramienta AlphaFold2, los investigadores han sido capaces de identificar bolsillos en proteínas que previamente no habían sido analizadas.
"Este supera algunas de las limitaciones más importantes de las herramientas existentes, permitiéndonos analizar más de 32.000 sitios de unión en el proteoma humano. Además, los descriptores generados podrían ser clave para entrenar modelos de machine learning, lo que abriría nuevas oportunidades para el descubrimiento de fármacos", explica el Dr. Aloy, jefe del laboratorio de Bioinformática Estructural y Biología de Redes del IRB Barcelona.
Aplicaciones futuras
La base de datos generada por PocketVec constituye un recurso sin precedentes para la comunidad científica. Al mapear más de 32.000 sitios de unión en 20.000 dominios proteicos, este trabajo ofrece una visión integral del "espacio farmacológico" humano, un concepto que va más allá de la simple secuencia genética para centrarse en las interacciones moleculares que pueden ser aprovechadas para el desarrollo de fármacos.
Los investigadores esperan que PocketVec se convierta en una herramienta ampliamente utilizada en los estudios de biología química y farmacológia. "Nuestro enfoque podría cambiar la forma en que priorizamos los objetivos para el desarrollo de nuevos fármacos, ya que expande significativamente el espacio farmacológico humano, revelando bolsillos de proteínas previamente no considerados como aprovechables desde el punto de vista farmacológico", explica Arnau Comajuncosa-Creus, primer autor del estudio y estudiante de doctorado en el mismo laboratorio.
La herramienta es de acceso abierto y está accesible aquí: https://gitlabsbnb.irbbarcelona.org/acomajuncosa/pocketvec
Este estudio ha recibido financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación de España, la Generalitat de Catalunya y la Comisión Europea.
Artículo de referencia:
Comprehensive detection and characterization of human druggable pockets through binding site descriptors
Arnau Comajuncosa-Creus, Guillem Jorba, Xavier Barril & Patrick Aloy
Nature Communications (2024) DOI: 10.1038/s41467-024-52146-3
IRB Barcelona
El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para curar el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge alrededor de 400 científicos de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
